工艺处理生活污水毕业论文.doc

工艺处理生活污水毕业论文目录 摘要2Abstract3前言41 概论61.1 设计任务61.2设计要求61.3 设计基础资料71.3.1 项目概况71.3.2 水质情况71.4 污水的主要来源71.5 环境概况71.6 污水处理厂厂址82. 污水处理系统82. 1处理程度计算82.1.1 CODcr的处理程度82.1.2 溶解性BOD5的处理程度82.1.3 SS的处理程度92.1.4 NH3-N的处理程度92.1.5 TP的处理程度92.2 设计计算102.2 泵站的设计计算122.3集水池152.4细格栅设计计算152.5 沉砂池的选择计算182.5.1 沉砂池的选择182.5.2 沉砂池设计计算一般规定182.5.3 设计参数182.5.4 设计计算192.6 配水井的设计202.6.1 设计要求202.6.2 设计计算212.7 CASS池的设计计算222.7.1 基本设计参数222.7.2 曝气时间TA222.7.3 沉淀时间TS232.7.4 排水时间TD232.7.5 周期数的确定232.7.6 进水时间TF232.7.7 CASS反应池容积计算242.7.8 CASS反应池的构造尺寸252.7.9 反应池液位控制252.7.10 需氧量252.7.11 曝气器及空气管计算262.7.12 产泥量及排泥系统292.7.13 回流污泥泵房302.7.14 进出水管路计算312.8重力浓缩池的计算322.9 污泥脱水设计计算342.9.1 压滤机设计计算342.9.2 附属设备343 深度处理353.1 过滤池353.1.1 设计要求353.1.2 平面尺寸计算353.1.3 配水系统373.1.4 洗砂排水槽403.1.5 滤池反冲洗423.1.6 进出水系统433.1.7 紫外消毒434 污水处理厂总体设计444.1 厂区平面设计444.1.1 平面布置原则444.1.2总平面布置454.2厂区高程设计454.2.1高程布置注意事项454.2.2高程布置464.2.3 管道水力计算475 技术经济及效益分析485.1 经济估算485.1.1 土建费用估算485.1.2 材料及设备费用估算495.1.3 技术费用估算505.2 运行管理机制及运行费用505.2.1 管理机制及人员编制505.2.2 运行费用计算515.3 效益分析525.3.1 环境效益525.3.2 社会效益525.3.3 经济效益526 结论53谢 辞53参考文献53II1 概论1.1 设计任务阜新市5万m3d1生活污水处理厂CASS工艺设计1.2设计要求对于生活污水CASS处理工艺，深度处理采用滤池和紫外线消毒，实现污水回用。方案确定后进行总体布置，对主要构筑物进行规划设计、进行管网布置，设备、设施的选型及布置。对处理工艺中的主要构筑物进行详细设计（包括平、剖面布置图等等），设备型号、参数要明确。进行经济概算（吨水有处理成本等）。劳动定员、运行管理，运行费用分析。1.3 设计基础资料1.3.1 项目概况辽宁省某市，位于内蒙古高原和东北辽河平原的中间过渡带，属辽宁省西部的低山丘陵区。全区呈现长矩形，东西长170千米，南北宽84千米，总面积10445平方千米。地势西北高，东南低；西南高，东北低。由于地处丘陵地带，加之大陆性气候条件，城市缺水严重。污水的排放又污染了河流，所以对于处理城市生活污水是必要的。1.3.2 水质情况污水处理厂进水水质参数：表1-1进水水质Tab 1-1 The water quality inflowCOD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)34027027026301处理后的出水水质标准：表1-2出水水质标准Tab 1-2 The water quality standards after treatmentCOD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)5010208150.51.4 污水的主要来源污水的主要来源为城市生活污水1.5 环境概况该地区处于中纬度北温带，属半干旱半湿润大陆性季风气候，多风沙，由于“风洞”地形作用，大风是该地区最显著的天气特点，全年平均有12米/秒以上的大风日数11.6天，该地风向为季节变化型，即春夏季盛行南风、南西南风；秋季市盛行南西南风；冬季盛行北风、 北东北风和北西北风1。大风主要发生于春季。年平均降雨量为550mm，且多集中在7、8、9月，占全年降水量的68%蒸发量大于降水量，年平均蒸发量1600mm。年平均温度为9.5，历年日最高气温40.5，日最低气温-26.4。1.6 污水处理厂厂址在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比较。厂址选择的一般原则为：1） 在城镇水体的下游；2） 便于处理后出水回用和安全排放；3） 便于污泥集中处理和处置；4） 在城镇夏季主导风向的下风向；5） 有良好的工程地质条件；6） 少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离；7） 有扩建的可能；8） 厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；9） 有方便的交通、运输和水电条件。2. 污水处理系统2. 1处理程度计算2.1.1 CODcr的处理程度 式中ECODcr的处理程度，（）Ci未处理污水中CODcr的平均浓度，（mg/L）Ce允许排入水体的已处理污水中CODcr的平均浓度，（mg/L）2.1.2 溶解性BOD5的处理程度 式中 EBOD5的处理程度，（）Ci未处理污水中BOD5的平均浓度，（mg/L）Ce允许排入水体的已处理污水中BOD5的平均浓度，（mg/L）2.1.3 SS的处理程度 式中 ESS的处理程度，（）Ci未处理污水中SS的平均浓度，（mg/L）Ce允许排入水体的已处理污水中SS的平均浓度，（mg/L）2.1.4 NH3-N的处理程度 式中 ENH3-N的处理程度，（）Ci未处理污水中NH3-N的平均浓度，（mg/L）Ce允许排入水体的已处理污水中NH3-N的平均浓度，（mg/L）2.1.5 TP的处理程度式中 ETP的处理程度，（）Ci未处理污水中TP的平均浓度，（mg/L）Ce允许排入水体的已处理污水中TP的平均浓度，（mg/L）表2.3 处理前后各污染物的值Table 2.3 the values before and after each pollutant项目CODcrBOD5SSNH3-NTP处理前/ mg/L340270270261处理后/ mg/L50102080.5去除率/85.396.392.669.2502.2 设计计算1）粗格栅设计计算设计说明处理规模：50000 m3/d，总变化系数：1.34Qmax=QK=5.01041.34m3/d=2792m3/h=0.78 m3/s功能：去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止堵塞排泥管道。数量: 两座2）栅条的间隙数 式中 Qmax最大设计流量，Qmax = 0.78 m3/s 格栅倾角，取b 栅条间隙，m，50-100mm,取b50 mmn 栅条间隙数，个h 栅前水深，m，取h0.6m v 过栅流速，m/s，0.6-1.0m/s,取v0.8m/s。则 30.1取32个3）栅槽宽度设栅条宽度S10（0.01m）则栅槽宽度BS(n-1)+bn0.01(31-1)+0.05311.85m由栅槽宽度B可以知道，栅槽宽度较宽，为了便于检修，可以设置两套粗格栅，则每套粗格栅栅条间隙数为31/2 16个。则单个栅槽宽度 BS(n-1)+bn0.01(16-1)+0.05160.95 m 取1m选用GSHZ1100型旋转式机械格栅除污机，具体参数见表3.1。 表3.1 GSHZ1100型型旋转式格栅除污机参数Table 3.1 GSHZ1100 type rotary grate discharge machine parameters型号格栅宽度/mm栅隙/mm适用槽宽/mm电机功率/KW格栅倾角耙行速度/（m/min）GSHZ110011003012001.5702数量：两台粗格栅图如下图3.1所示：图3.1 粗格栅设计计算示意图Figure 3.1 Schematic design calculations coarse grid4）进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B1=0.8m，其渐宽部分开角度a1=20。= = 0.29 m 5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度=0.145m 6）过栅水头损失试中h1过栅水头损失，m；H0计算水头损失，m；g 重力加速度，9.81m/s2；k 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k =3；阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时，2.42。为了避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿见图4。 0.09 m7）栅后槽总高度设栅前渠道超高h2 =1.0mH=h+h1+h2 =0.6+0.09+1.0=1.69m 式中 H栅后槽总高度，mh栅前水深，m8）栅槽总长度=2.5 m9）每日栅渣量计算W在格栅间隙50mm的情况下，设栅渣量为每1000 m3污水产0.05m3。W=2.9m3/dW0.2 m3/d，所以宜采用机械清渣。2.2 泵站的设计计算1）.水泵的选择考虑用4台离心式水泵，三用一备，最小水量时运行2台泵。最大流量时，每台水泵的流量Q1i=Qmax/3=2792/3=930.7m2/h最小水量时，每台水泵流量Q2i=Qmin/2=1555/2=777.4m2/h2）进水管 式中 DN管径（m）；v流速（m/s），一般采用0.8 m/s1.5 m/s13。设计中取流速取v=1.3m/s则进水管管径 m取DN=550mm。校核管内流速：最大流量时m/s满足要求（0.81.5m/s）最小水量时考虑2台水泵工作，m/s满足要求。3）出水管流速选取v=1.6m/s则出水管管径m取DN=500mm。校核流速：最大流量时m/s满足要求（1.21.8m/s）最小流量时m/s满足要求4）总出水管管径取速为v=1.6m/s则总出水管管径为m取DN=750mm5）扬程计算式中 吸水管水头损失（m），；出水管水头损失（m），；水位差（m），取10m；自由水头（m），取1m。6) 计算沿程损失：直管部分长12m，选用550mm管径，v=1.3m/s，1000i=4.21m2m局部损失：拦污网一个=1.0，喇叭口一个=0.1，电动蝶阀一个=0.1，渐缩管一个=0.2，DN550mm90弯头一个=0.5所以=0.05+0.16=0.21m7) 计算沿程损失：直管部分长15m，选用500mm管径，v=1.6m/s，1000i=7.53m局部损失：电动蝶阀=0.1，渐扩=0.2，标准铸铁90弯头2个=0.672=1.34，单向阀1个=0.1，异径丁字管一个=1.842=3.68m所以=0.113+0.695=0.808m所以H0.21+0.808+10+1=12.02m根据流量和扬程，选用BYL350-480IC离心泵具体参数见表2-1。表2-1 BYL350-480IC离心泵参数Table 2-1 BYL350-480IC pump parameters型号流量/（m3/h）扬程/m效率转速/（r/min）电机功率/KW汽蚀余量/mBYL350-480IC115052081.814501604.8数量：4台，3用1备 2.3集水池集水池的容积取最大一台泵10min的出水量，则有V= m3有效水深采用 H=6m则集水池面积 F=191/6=32m2集水池尺寸为：8m4m6m2.4细格栅设计计算功能：去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止堵塞排泥管道。数量:2座,渠道数两条1)栅条的间隙数 式中 Qmax最大设计流量，Qmax = 0.9m3/s 格栅倾角，取b 栅条间隙，m，取b0.01mn 栅条间隙数，个h 栅前水深，m，取h0.7mv 过栅流速，m/s，取v0.8 m/s。则130个细格栅设计计算示意图如图2-2所示：图2-2 细格栅设计计算示意图Figure 2-2 Schematic fine grid design calculations2)栅槽宽度设栅条宽度S0.01m则栅槽宽度BS(n-1)+bn 0.01(130-1)+0.011302.59 m 由栅槽宽度B可以知道，栅槽宽度较宽，可以设置两套细格栅，则每套细格栅栅条间隙数为130/2 65个则单个栅槽宽度 BS(n-1)+bn 0.01(65-1)+0.01651.29 m 取1.3m选用GSHZ1400型回转式机械格栅除污机，具体参数见表2-3。 表2-3 GSHZ1400型回转式机械格栅除污机参数Table2-3 GSHZ1400 type rotary mechanical grate discharge machine parameters型号格栅宽度/mm栅条间距/mm适用槽宽/m整机功率/KW格栅倾角耙行速度/（m/min）GSHZ140014003015003702.2数量：两台3)过栅水头损失 式中h1过栅水头损失，m；H0计算水头损失，m； g重力加速度，9.81m/s2； k 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k =3；阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时，2.42。 0.22m4) 栅后槽总高度设栅前渠道超高h2 =0.5mH =h+h1 +h2=0.7+ 0.22+ 0.5 =1.42m 式中 H栅后槽总高度，m h栅前水深，m5)栅槽总长度 =1.92 m式中 L栅槽总长度 H1栅前渠道深 m6)每日栅渣量计算W在格栅间隙10mm的情况下，设栅渣量为每1000 m3污水产0.10 m3。W=5.17m3/dW0.2 m3/d，所以宜采用机械清渣。2.5 沉砂池的选择计算2.5.1 沉砂池的选择沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础。我国城市污水处理中，常用的沉砂池类型主要有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。平流式沉砂池靠重力自然沉降而达到砂水分离的目的，其特点是占地面积较大，排泥难度高；曝气沉砂池应用比较广泛，通过池中一侧的空气管控制曝气，使污水形成具有一定速度的螺旋形滚动，具有稳定的除砂效果；旋流沉砂池利用水力涡流除砂，粒径在0.20mm以上的颗粒沉砂去除率达85%，砂粒含水率低于60%。为保证除磷效果，按生物除磷设计的污水处理厂，一般不采用曝气沉砂池。目前，国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟式和比式两大类，钟式优于比式，应用较多，该池形有基建、运行费用低和处理效果好，占地少的优点。钟式沉砂池采用270的进出水方式，池体主要由分选取、集砂区两部分构成，起构成特点是在两个分区之间采用斜坡连接。钟式沉砂池的斜坡式设计，使砂粒主要依靠重力沉降。其排砂方式有两种：一种是靠砂泵排砂，其优势在于设备少、操作简便，但是砂泵磨损严重。另一种是气提排砂，其优势在于系统可靠、耐用，气提之前可以进行气洗，将砂粒上的有机物分离出来，但设备相对较多。综上所述，本工程预处理阶段拟采用钟式沉砂池除砂，气提排砂。2.5.2 沉砂池设计计算一般规定1） 沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。 2） 当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算，在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3） 沉砂池个数或分格数不应少于2，并宜按并联系列设计。当污水量较小时，可考虑一格工作，一格备用。4） 城市污水的沉砂量可按106 m3污水沉砂30 m3计算，其中含水率为60%，容重为1500kg/ m3，合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。 5） 砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55。6） 沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。沉砂池的超高不宜小于0.3m。2.5.3 设计参数1) 最大流速为0.1m/s，最小流速为0.02m/s；2) 最大流量时，停留时间不小于20s，一般采用3060s；取1min 3) 进水管最大流速为0.3 m/s；4) 有效水深宜为1.02.0m，池径与池深比宜为2.02.5。 5) 设计水力表面负荷宜为150200m3(m2h)。 2.5.4 设计计算在本工程中，由于水量较大，设计两组钟式沉砂池，每套钟式沉砂池的设计流量为390L/s，查污水处理构筑物设计与计算表2-5选用钟式沉砂池数量：两座表2-4 排砂泵和空压机主要技术参数表Table 2-4 row sand pump and compressor main technical parameters型号流量L/s驱动功率KW叶轮转速r/min空压机容量：1.43m3/min压力：49Kpa功率：3 kwXLCQ18005000.759.5数量：两套图2-5 钟式沉砂池的各部分尺寸图2.6 配水井的设计2.6.1 设计要求本设计中配水井的配水方式采用堰式配水，进水管在配水井的中心，水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入各个水斗，在由水斗经水管流入各个水处理构筑物。这种配水井是利用等宽度堰上水头相等过流量就相等的原理来进行配水的。设计要求：1） 水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。2） 配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。3） 从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道想其引水的环形配水池。 当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是：1） 应取中心管直径等于引水管直径；2） 中心管下的环行孔高应取0.250.5D1；3） 当污水从中心管流出时，不应当有配水池直径和中心管直径之比（D/D1）大于1.5的突然扩张；4） 在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由出流；5） 当进水流量为设计负荷，配水均匀度误差为1%；当进水流量偏离设计负荷25% 时，配水均匀度误差为2.9%。集配水井计算草图如下图所示：图2-6 配水井简图Diagram of Figure2-6 with wells2.6.2 设计计算1）进水管径D1进水管流速控制在1m/s以下，取0.9m/s，设置3个配水井。进水管直径则（m）取650mm校核进水管流速（m/s）合符要求。2）矩形宽顶堰进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗，再由管道直接接入后续构筑物，每个后续构筑物的最大分配的水量为271m3/h，配水采用矩形溢流堰流至配水管。3）配水管管径D2：配水管管径D2即配水井至CASS池管道，每个时段有六个CASS池进水，总水量平均分配到六个CASS池，每条配水管道流量为0.15m3/s，管路流速控制在1m/s以下，取0.9m/s。配水管直径则（m）取500mm校核进水管流速（m/s）合符要求。4）配水漏斗上口口径D3按配水井内径的1.5倍设计：5）配水井直径D4式中 v3配水井内污水流速（m/s），一般取v2=0.20.4m/s。设计中取v3=0.3m/sD4 =1.32m 取1.4 m2.7 CASS池的设计计算 2.7.1 基本设计参数 1） 处理规模Q50000m3/d。总变化系数为1.3。设计12座池子，分为三组，每组四座。2） 进出水水质通过前面的处理，BOD5和CODcr的去除率约为10%；SS去除率约为20%，则进入CASS生化反应池的水质：BOD5=270(110%)=243mg/L ；CODcr=340(110%)=306 mg/L ；SS=270-270(120%)-270(120%)(1-50%)=108mg/L。表2-7 进出水水质表Table 2-7 out of water table项目进水水质/(mg/L)出水水质/(mg/L)CODCr30650BOD524310SS10820NH3-N268TP10.5pH6969污泥负荷（F/M）：Ls = 0.35BOD5 /（kgMLSSd），混合液悬浮固体浓度（MLSS）：X3300mg/L，反应池数N = 12 座，反应池有效水深H = 5 m，排除比 1/m = 1/2.5，2.7.2 曝气时间TA（h）式中 TA曝气时间，hS0进水平均BOD5，/Lm排除比 1/m = 1/2.5X混合液悬浮固体浓度（MLSS）：X3300mg/L，2.7.3 沉淀时间TS 活性污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系，可以用下式进行计算。Vmax =7.4104tXO -1.7 (MLSS3000) Vmax =4.6104XO-1.26(MLSS3000)式中 Vmax活性污泥界面的初始沉降速度。t水温，X0沉降开始时MLSS的浓度，X02800mg/L，则Vmax =7.4104202500 -1.7=2.5m/s 沉淀时间TS用下式计算（h）式中 TS沉淀时间，h H反应迟内水深，m 安全高度，取0.5m2.7.4 排水时间TD 1）滗水器单池容积为2160m3，滗水体积为2206/2.5 = 882 m3，排水时间可取0.7h，则滗水能力为1142m3/h。每个Cass池选用两台HPS -700型滗水器，具体技术参数见表2-13。表2-8 HPS -700型滗水器技术参数表Table 2-8 HPS -700 type Decanter Technical Data Sheet型号处理水量(m3/h)出水堰长度/mm驱动功率（kw）滗水深度（m）过水流速（L/ms）排水管径（mm）HPS-700700600000.752.530DN350在排水期间，就单次必须排出的处理水量来说，每一周期的排水时间可以通过增加排水装置的台数或扩大溢流负荷来缩短，另一方面，为了减少排水装置的台数和排放出槽底容量，必须将排水时间尽可能延长。实际工程设计时，具体情况具体分析，一般排水时间可取0.53.0h。此设计取0.7h，闲置时间取0.3h。2.7.5进水时间TF根据滗水器确定进水时间为TF=h。 所以，CASS工艺运行一个周期需4h，其中进水3.08h同时曝气进行2h，沉淀1h，排水0.7h，闲置0.3h。运行方式见表2-7。表2-7CASS池运行方式Table2-7 CASS pool Run时段1时段2时段3时段4时段1时段2时段3时段4时段11#池曝气曝气沉淀排水曝气曝气沉淀排水2#池沉淀排水曝气曝气沉淀排水曝气曝气3#池排水曝气曝气沉淀排水曝气曝气沉淀4#池曝气沉淀排水曝气曝气沉淀排水曝气2.7.6周期数的确定一个周期所需时间TC TA +TS+TD+0.3=3.08+1.0+0.7+0.3=5.08（h）（次） 2.7.7 CASS反应池容积计算池总容积为式中 V池子总容积，m3Q平均日流量，m3/d S0进水BOD；mg/L Se出水BOD; mg/L e反应时间与周期之比 X混合液污泥浓度，mg/L f一般为0.7-0.8 N污泥负荷率，kgBOD5/（kg MLSS d）（m3） 单池容积 （m3）按CASS工艺一般原则，生物选择器、兼氧区、好氧区的容积比为1530所以，生物选择区容积V1=2101=60 m3 ，长度L1=L=1.5m 兼氧区容积 V2=2101=300 m3 ，长度L2=L=7.4m 好氧区容积 V3=2101=1800 m3 ，长度L2=L=44.4m 则单池体积=V1+V2+V3=60+300+1800=2160 m3池子总体积V=12=122160=25920 m32.7.8 CASS反应池的构造尺寸CASS反应池为满足运行灵活及设备设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，一端为出水区。CASS池单池有效水深H=4.5m，超高hC取0.5m。单池体积，取=9m，L=53.3m。符合B:H=1-2,L:B=4-6所以CASS有效体积（m3）CASS池外形尺寸：LBH = 单池面积（m2）2.7.9 反应池液位控制排水结束时最低水位（m）基准水位h2为4.5m；超高0.5m；保护水深 = 0.5m。污泥层高度（m）验证容池：单池一次进水2h，Qh = 833/2m3/h，所以每周期的进水量 （m3）CASS反应池单池一周期内能纳水 （m3）所以CASS池的建造满足水量要求。2.7.10 需氧量设计需氧量包括氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量及出水带走的氧量。1） 氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量以每去除1BOD需要0.48氧气和0.12kg氧气的经验法计算。 = 15856O2/d 式中 Oa 需氧量，O2/d 活性污泥微生物每代谢反1BOD需氧量，生活污水为0.420.53，取0.48。 1活性污泥每天自身氧化所需要的氧量生活污水为0.110.188，取0.12。2）氨氮硝化需氧量Ob按下式计算； =4.5750000（26-8）10-3-0.129472 = 1934 O2/d 式中 4.57氨氮的氧当量系数； Nk进水总凯氏氮浓度，mg/L；Nke出水总凯氏氮浓度，mg/L； 系统每天排出的剩余污泥量，/d；总需氧量 O2/d 单池每周期需氧量为： （O2/周期）一周期曝气2.0h，所以单位时间曝气量为： （/h）单池每周期单位时间需要空气量计算： （m3/h）式中 可变微孔曝气器氧利用率，一般在18%27.7%，这里取20%； 0.21空气中氧气体积分数；1.331标准状况下氧气的密度为1.331/ m3。每个时段都有六个CASS池在进行曝气，系统小时需氧量为： 22066 = 13236 m3/h2.7.11 曝气器及空气管计算1）曝气器的选择曝气器选用宜兴市海兴环保填料有限公司XJBQ-251Q橡胶膜微孔曝气器，该装置曝气气泡直径小，气液面积大，气泡扩散均匀，不会产生孔眼堵塞，耐腐蚀性强，特别适用于城市污水和大型工厂新建、扩建和老曝气池的改造，且曝气池可间隙运行。曝气器供气管道另配有可调管支架，通过调节可以保证各曝气器安装水平，以达到最佳曝气效果。产品参数及相关技术参数见表2-8、2-9。表2-8 XJBQ-251Q橡胶膜微孔曝气器产品参数Table 2-8 XJBQ-251Q rubber membrane micropore aerator product parameters型号规格外型材质质量XJBQ-251Q215mm球冠形，外丝橡胶膜ABS477g表2-9 XJBQ-251Q橡胶膜微孔曝气器技术参数Table 2-9 XJBQ-251Q rubber membrane micropore aerator technical parameters服务面积/m2曝气深度/m空气流量/（m3/h）氧利用率/%充氧能力/（kgO2/h）0.250.603.21.53.018.427.70.110.18单池曝气头数量： （个）式中 e充氧能力，取0.11kgO2/h，曝气头以12列80排分布于池底，实际需要960个曝气头。校核：单池曝气面积F1 = 400m2，单孔服务面积（m2/个），符合在0.250.60m2/个的要求。每个曝气器的曝气量（m3/h），符合要求。2）布气系统计算鼓风机房到CASS池由一根干管连接，设其流速v1为10m/s；在四个CASS池的隔墙上设四根空气支管，设其流速v2为10m/s；在每根支管上设置7条配气竖管，设其流速v3为5m/s。每条配气竖管于池底10排曝气头连接，为CASS池配气。每个系列每一时段都有两个CASS池在曝气，需空气量为4412 m3/h空气干管直径（m）选用DN400mm钢管；空气支管直径（m）选用DN300mm钢管；每根配气竖管供气量 m3/h空气配气竖管直径（m）选DN150mm钢管；3）风管阻力损失计算风管的总阻力损失可用下式计算： h = h1 + h2 （Pa）式中 h1风管沿程阻力损失，Pa； h2风管局部阻力损失，Pa。风管沿程阻力损失可以按下式计算： （Pa） 式中 i单位管长阻力（Pa/m），在T=25，标注压力0.1MPa时 （Pa/m） L风管长度，m； aT温度为T时，空气密度的修正系数，取1.00； aP大气压为P时的修正系数，取1.00； 取最长的一条管路进行阻力损失计算，i干管为 2.6Pa/m，长度为50m；i支管为 3.8Pa/m，长度为107m；i配气管为 2.4Pa/m，长度为32m； = 613.4 （Pa）风管局部阻力损失h2可以按下式计算： （Pa） 式中 局部阻力系数，见给排水设计手册第1册常用资料； v风管中平均空气流速，m/s； 空气密度，20下，取1.205kg/m3。一个系列的管道中有直角弯头管件2个，空气干管三通管件2个，空气支管管件7个，则有 （Pa）风管的总阻力损失为1634.8Pa，即166.7mmH2O；假设管路富余压头为0.30mH2O， XJBQ-251Q橡胶膜微孔曝气压力损失为200mmH2O，则曝气系统总压力损失为： h = 167+300+200 = 667mmH2O = 0.667 mH2O4）鼓风机鼓风量：一台鼓风机要同时向两个池子供气，所以鼓风量为22062=4412 m3/h，最低升压0.667 mH2O，选用6台C80-1.5型离心式鼓风机（3用3备），其技术参数见表2-10。表2-10 C80-1.5型离心式鼓风机技术参数Table2-10 C80-1.5-type centrifugal blower technical parameters风机型号转速nr/mim升压P进口流m3/min轴功率kw配套电机kPammH2O型号功率/kwC80-1.5290049.0450008087.1Y315S-290数量：6台 ，3用3备2.7.12 产泥量及排泥系统CASS池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。CASS池生物代谢产泥量为： 式中 剩余污泥量，kgMLSS/d；Q设计平均日流量，m3/d；a微生物代谢增值系数，取0.75kgVSS/kgCOD； b微生物自身氧化率，0.05d-1； Sr去除的COD浓度，kgCOD/m3； Xr回流污泥浓度， mg/L； V反应池容积，m3； LsBOD污泥负荷，0.35BOD5 /（kgMLSSd）； （kg/d）假定剩余污泥含水率为99.2%，则排泥量为： （m3/d） 排泥系统：每两池设置三台剩余污泥泵，两用一备，在排水阶段把剩余污泥排入污泥浓缩池。排泥时间为0.5小时，则排泥流量为=32.9m3/h（987/（120.56）。浓缩池清水面标高为-0.5m，CASS池底标高为-4.5m，高程差为4m，排泥管流速控制在1m/s以下，取0.6m/s。排泥管直径 则 （m） 取150mm校核进水管流速 （m/s） 合符要求。CASS池至污泥浓缩池之间的阻力损失1.5m，高程差为4m，需要污泥泵的最低扬程为5.5m，流量为32.9m3/h。选取WQ-25-25-4型污泥泵，其相关性能参数见表2-11.表2-11 WQ-25-25-4型污泥泵性能参数Table2-11 WQ-25-25-4-type sludge pump performance parameters规格型号流量m3/h扬程m排出直径/mm配用电机KW转速r/min重量/Kg效率%WQ-25-25-44018150429006553数量：18台，12用6备2.7.13 回流污泥泵房1）设计说明污泥回流是按照一定的比例把CASS池的浓污泥回到生物选择池，使系统选择出絮凝性能好，抗冲击性强的优质细菌，利于后续生物降解。污泥回流比：40%单池小时进水量Qih=m3/(池.h)单池设计回流污泥量：m3/h2）回流污泥泵设计选型 CASS池池底标高为-4.5m，厌氧池污泥回流进口标高为-0.5m（厌氧池污泥回流进口设置在厌氧池水面处）。则高程差为4m，排泥管流速控制在1m/s以下，取1.0m/s。排泥管直径 则 （m） 取250mm校核进水管流速 （m/s） 合符要求。CASS池池底至生物选择区之间阻力损失0.46m，高程差为4m，需要污泥泵的最低扬程为4.46m，流量为167m3/h。选取150QW180-30-30型污泥泵，其相关型号及参数见表2-12。表2-12 150QW180-30-30型号及参数Table-12 150QW180-30-30 models and parameters规格型号流量m3/h扬程/m口径/mm配用电机/KW转速r/min效率/%150QW180-30-30180301503097073数量：12用6备，共18台2.7.14 进出水管路计算1）进水管计算 泵房至钟式沉沙池用直径大小相同的管道2根，设计流量Qmax=0.78m3/s，进水管流速控制在1m/s以下，取1.0m/s。进水管直径则 （m） 取750mm校核进水管流速 （m/s） 合符要求。钟式沉沙池至配水井管道计算，设计两根直径相同的管，进水管流速控制在1m/s以下，取0.9m/s。进水管直径 则 （m） 取800mm校核进水管流速（m/s）合符要求。配水井至CASS池管道计算，设计流量Qmax=0.78m3/s，每个时段只有6个CASS池进水，总水量平均分配到6个CASS池，则每条管道设计流量为Qmax=0.13m3/s，进水管流速控制在1m/s以下，取0.8m/s。进水管直径 则 （m） 取500mm校核进水管流速（m/s）合符要求。2.8重力浓缩池的计算1) 设计说明污泥总量Qs = 987m3/d = 41.1m3/h，入流污泥浓度C = 8kg/m3（含水率99.2%），浓缩污泥固体负荷q =30 kg/m2d，设计浓缩后含水率P2 = 97%。设两个浓缩池2）浓缩池池体计算浓缩池的面积 (m2) 浓缩池直径 (m) m3/(m2h)水力停留时间T 取15 h则有效水深H1为 (m)3）排泥量与存泥容积浓缩后排除含水率P2 = 97%的污泥： m3/d 263.2m3/d = 11m3/h，设池底坡度为i = 1/20，污泥斗上底直径D1=2.0m，下底直径D2=1.0m。池底坡降 (m)污泥斗深度 (m)4）浓缩池深度有效水深H1为4.6m；池底坡降H2为0.3m；污泥斗深度H3为0.6m；池体超高0.5m；池底坡降H5为0.39m。 (m) 图2-14 污泥浓缩池Figure2-14 sludge thickener5) 出水渠与堰板排水量Q = 987 m3/d 263m3/d = 724m3/d = 30.2m3/h=0.008m3/s，取出水渠宽b=0.2m，出水渠中流速0.1m/s，出水渠水深为： 0.25 (m)出水渠断面设计为0.2m0.25m。每天排一次泥，压一次泥，出水渠的污水自流入集水井。6）刮泥设备（浮渣） 为防止浮渣随水流失，设浮渣挡板一圈，与出水堰相距0.2m，浮渣挡板总长为L=（14-0.22-0.22）=41.5（m）7）刮泥机选型刮泥机主要技术参数见表2-15表2-15 刮泥机的主要技术参数Tabl